扭曲面及其曲面体数值计算分析研究

扭曲面作为衔接过渡建筑物，被广泛地用于水利、交通、城市建设等工程中，但对于其表面积及其体积的计算，目前尚没有统一科学的计算公式和计算方法。致使设计、施工和监理各方对其工程量认可不一。同时也影响了工程投资的准确性。为此，作者对扭曲面及其曲面体进行了分析研究，通过建立迎水侧和背水侧的扭曲面方程，运用微积分学理论，推导出扭曲面的曲面面积和曲面体体积的计算公式，并对理论公式进行了验证。利用本文公式，可快速准确地计算出扭曲面的工程量，解决扭曲面工程量的计算难题。     

扭曲面体积计算方法探讨

扭曲面作为衔接过渡建筑物 ,被广泛用于水利、交通、城市建设等工程中 ,但对于其体积的计算 ,目前尚没有统一科学的计算公式和计算方法 ,致使设计、施工和监理各方对其工程量认可不一 ,同时也影响了工程投资的准确性。为此 ,作者对扭曲面曲面体进行了分析研究 ,通过建立迎水侧和被水侧的扭曲面方程 ,运用微积分学理论 ,从而推导出扭曲面的曲面体体积的计算公式 ,并对理论公式进行了验证。利用本文公式 ,可快速准确地计算出扭曲面的工程量 ,解决了扭曲面工程量的计算难题。     

扭曲面体积计算方法探讨

扭曲面作为衔接过渡建筑物,用途较广。文章利用扭曲面的几何性质推导出一种扭曲面体积理论计算公式,并简化成平均断面法体积计算式,两式与2005年《水利水电技术》第一期刊登的《扭曲面体积计算方法探讨》(作者:孔令法)一文(以下简称《扭》文)所推导的公式进行实例比较,认为本文所推导的扭曲面体积计算公式特别是平均断面法公式有适用范围宽、使用简便的特点,可用于扭曲面体积的快速计算。     

扭面体工程量计算公式的探讨

扭面体是水利工程中常见的一种渐变面体,因为扭面是不可展开的曲面,其体积用一般方法计算较为困难。目前设计人员计算扭面工程量大都采用面积平均法,对工程量提取因人而异。文中从数学角度出发,试图推导出扭面体的计算公式,直接利用扭面体主要尺寸参数就能准确计算扭面体工程量。     

几种常用的具有复杂几何图形的水工建筑物工程量计算

针对一些水工设计上常用的具有较复杂几何图形的建筑物工程量计算,进行了理论推导,得到一些公式,包括:(1)渠道进水口曲面边墙工程量的计算;(2)闸首进口由铅直边墙过渡到斜边墙的扭曲面工程量的计算;(3)坝内有压底孔进口曲面工程量的计算;(4)压力管道孔口过渡段由方形变圆形工程量的计算。并通过实例进行了公式应用的说明。     

L型、十型条形基础交接部位体积公式的推导

Ｌ型、十型条形基础交接部位体积公式的推导周创巨（水电部十三局）１前言计算基础工程量时，有些工程量用什么样的公式进行计算．尚属棘手问题．虽然有些手册已列出公式，但实际工程与手册的图形又不尽相同，计算时用那一个公式合适也拿不准。例如：有不同边坡的Ｌ型条形...     

扭坡工程量的精确计算

许多中小型水利工程,其上下游的护坡,常常采用扭坡的型式。对这些扭坡体积的计算,通常是在扭坡上按等长间隔,取几个垂直于工程主轴线的断面,然后将每段两端断面面积的算术平均值乘以段长,得该段体积的近似值,把求出的各段体积加在一起,就得到扭坡体积的近似值。但计算十分繁琐,我在工作实践中发现了一种扭坡体积的精确计算公式,利用此公式计算,不仅得到的是精确值,而且可以使计算量大为减少。现将此公式介绍如下: 设扭坡的高为h,将扭坡与边墩相接的一端叫做扭坡的始端,另一端叫做扭坡终端。始端和终端断面面积以S_始、S_终表示,扭坡在工程主轴线方向上的长     

对工程土方量计算的探讨

本文较为详细地介绍了在土方工程量计算中应用似棱体体积公式解算土方量的计算方法，使土方量计算结果从近似到更符合实际。     

山庄河渠道倒虹吸渐变段施工工艺

南水北调工程是世纪工程,各级领导都强调要将该工程打造成放心工程、精品工程,因此对工程内在和外观质量要求非常高,非常严。本文以南水北调中线工程新卫一标山庄河渠道倒虹吸进出口渐变段翼墙施工工艺为例,分析了渐变段扭曲面的施工难点,并从结构布置、材料选择、模板支撑方案、扭曲面分仓浇筑方案、混凝土的拌合、入仓强度、入仓顺序、振捣、浇筑后的养护等方面,优化提高渐变段扭曲面施工水准,保证渐变段扭曲面整体质量的施工工艺,满足南水北调工程质量要求。     

水工建筑物进出口渐变段直线扭曲面展开技巧

在绘制直线扭曲面钢筋图时常常需要将其展开为平面图形，以直观地显示钢筋的长度．为此提出一种屏幕展开方法，此方法的基本要点是，以扭曲面末端垂直线和底部起坡线所在的平面为基准面，将扭曲面各分块的控制点按几何尺寸不变的原则搬到基准面，即可形成展开图．通过工程设计实例证明，该方法是一种比较实用的方法．     

渠道渐变段土方计算的改进算法

针对现有渠道渐变段土方量计算的不足,基于MATLAB强大的数学计算功能,提出了用多项式拟合断面面积函数,再用Romberg积分得到土方量的新方法。并用实例说明了该方法的应用及其误差分析,结果表明计算过程简单、计算误差小,可供设计人员参考。     

综合式消力池坎高与池深组合消能计算方法

现有底流消能计算中,综合式消力池坎高与池深组合计算的传统试算法十分繁琐,特别是坎上淹没系数计算需多次反复查表试算。为解决这一问题,通过无量纲原理、数学推导及MatLab软件数值分析,给出了坎上淹没系数简洁的高精度解析计算式,并通过对比分析得到该解析计算式最大相对误差仅为0.405%;同时还给出了跃后共轭水深的高精度解析计算式。在考虑消力池深与消力坎的组合消能影响下,给出简洁的无量纲消力坎坎高的解析计算式,并通过MatLab软件给出了无量纲坎高随无量纲单宽流量、下游水深以及消力池池深之间的二维曲面关系图,依据大量数值计算成果,给出了最不利消能工况下的坎高极值计算式。最后通过2个实例计算对比,可见所提出的简洁算法精度高且方便快捷,为工程实际设计提供了参考。     

地下洞室陡倾角层状围岩的静动力稳定性研究

以布伦口-公格尔水电站引水隧洞工程作为研究对象,研究层状岩体条件下当节理面与隧洞洞轴线近乎一致时的围岩稳定性,通过对层状岩质隧洞建立的物理模型,将其转化为等厚度岩质矩形板在纵向荷载作用下静动力学分析的问题,得到在静力作用下的临界荷载公式和在周期性动力作用下的动力不稳定区域,二者相结合,研究岩质矩形板是否发生失稳,为以后将大倾角岩层转化为矩形板分析提供了理论依据,最后利用工程算例进行分析说明。更多还原     

六圆弧蛋形断面无压隧洞水面线解析计算模型

六圆弧蛋形断面形式复杂,水力要素为分4个区间给出的超越方程,用常规方法完成水面线计算不但存在误差累积而且计算工作量大、效率低。依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算获得了由一个简化通用算式替代原积分中的分段且不可积函数(最大拟合误差仅为1.53%),不但实现了由差分逐断面推算改为直接积分获解,而且由于正、负拟合误差的相互抵消,使最终计算成果的精度进一步提高。利用该近似公式完成六圆弧蛋形断面隧洞水面线计算,可使求解过程简化,工作效率明显提高,具有实用推广意义。     

实用堰后接梯形断面泄槽水面线计算方法探讨

梯形断面是泄槽最常用的断面形式之一,泄槽水面线计算对溢洪道设计具有重要意义。实用堰后接梯形断面泄槽起始水深及水面线计算须求解非常复杂的非线性方程,传统试算法计算过程繁琐,需要多次计算才能得到满足精度要求的结果。为解决实用堰后接梯形断面泄槽水面线计算的难题,构造坡降差方程,介绍了弦截法计算泄槽水面线的具体步骤,并对起始水深方程进行恒等变形,得出了起始水深的直接计算公式。实例表明,采用的计算方法可行,计算结果可靠,可为类似工程设计提供参考。     

汾河水库蒸发渗漏水量损失分析计算

采用简易公式计算及实测资料水量平衡计算两种方法,计算出汾河水库库区年均各种水量损失占年来水量的8.76%.     

标准Ⅱ型马蹄形断面水面线的积分算法

标准Ⅱ型马蹄形断面由于几何形状复杂,水面线的计算较为困难,研究其工程设计中的简化计算方法是完全必要的。根据标准Ⅱ型马蹄形断面的几何关系分析了标准Ⅱ型马蹄形断面不同区域内相对断面面积、相对湿周、相对水力半径、相对水深和相对水面宽度的计算方法。根据明渠恒定非均匀流水面线的微分方程,给出了标准Ⅱ型马蹄形断面水面线的分段试算法公式。根据最小二乘法拟合原理,给出了j′,Fr′²与相对水深h/r₁的近似关系,并以此关系给出了标准Ⅱ型马蹄形断面水面线的积分公式,积分公式为显函数关系式,计算方便。通过3个算例比较了试算法和积分法的结果,其中试算法的步高取为1 mm,积分法与试算法相比,最大误差为0.965%,计算精度满足工程设计要求。     

矩形渠槽水面线的解析近似算法

采用常规的分段求和法完成矩形断面明渠水面线计算,不但存在误差累积且计算工作量大、效率低。依据优化拟合理论,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经拟合计算获得了由一个简化通用算式替代原积分中的不可积函数,不但实现了由差分逐断面推算改为直接完成求解,且由于正、负拟合误差的相互抵消,使最终计算成果的精度进一步提高。利用该近似公式完成矩形断面明渠水面线计算,可使求解过程大大简化,工作效率明显提高,具有实用推广意义。     

初期径流雨水工程截流措施及效果初探

初期径流雨水是受纳水体的主要污染源,用降雨深度界定初期径流雨水量并将其截流可降低对受纳水体的污染。为便于采取工程措施有效截流初期径流雨水,以《中华人民共和国地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅴ类水体基本项目标准限值为依据,将污染指标值高于该标准限值的径流雨水界定为初期径流雨水,因此后期径流雨水量即为污染指标值等于或小于该标准限值时的产流量,用单位时间内的降雨体积表示。据此按钢筋混凝土圆管(满流)的水力计算图确定截流管道的管径,并采用溢流堰式截流井截流。通过实际工程验证,其截流效果显著,且工程易于实施。     

AutoCAD Civil 3D软件在弃渣场设计中的应用

AutoCAD Civil 3D是一款面向建设行业的建筑信息模型(BIM)设计软件,它不仅包含了AutoCAD的全部功能,而且还集成了AutoCAD Map 3D的功能,可实现三维动态模型设计,方便工程建模设计及工程量的计算。以某弃渣场设计为例,通过创建原始地形曲面、设计曲面,形成三角网体积曲面等主要步骤来探讨基于AutoCAD Civil 3D的弃渣场水土保持设计过程。总结了该软件在弃渣场水土保持工程设计中应用的主要优点,分析了Civil 3D在水土保持工程设计中的前景。相关经验可为水土保持工程设计者熟悉Civil 3D软件、提高工作效率提供参考。